光子学与光子技术对中西部科技经济发展的影响

对光子学与光子技术领域的发展动态和发展趋势进行了系统综述。指出：①光子学与光子技术的发展必将导致若干重大学科群的形成；②光子学与光子技术领域的突破性进展必将导致中西部地区区域经济步入新的发展阶段。

细菌视紫红质用于光子逻辑门的研究

本文对基于细菌视紫红质变种材料 D96N的三种基本光逻辑操作进行了研究 .随着入射黄光强度的增加 ,菌紫质对黄光的吸收呈饱和吸收特性 ,此时紫光的照射将会使此饱和吸收阈值增加 .在黄光和紫光对样品的共同作用下 ,透射光强度会被调制 ,调制的程度取决于这两束光的相对强度以及被调制光波长 .通过观测被调制的 52 5nm检测光强度 ,我们模拟了几种基本的光子逻辑运算 :“非”、“或”和“与”运算 .

皮秒分辨荧光光谱测量的延时分幅扫描单光子计数技术

介绍并分析了我们创建的一套以雪崩光电二极 (APD)为探测手段的皮秒分辨延时分幅扫描单光子计数荧光光谱测量装置 ,该装置具有高信噪比和高灵敏度 ,可对 5 pw的荧光信号快速响应。创新性地采用了延时分幅扫描技术 ,最大限度地发挥光电探测器优越性 ,将系统的时间分辨率提高了 16 7倍。

基于BR的非线性特性光子开关的研究

本文介绍了实现光子开关的材料 BR分子的重要特性 ,从理论上分析了 BR分子材料光学特性 .从实验上观测了 BR分子材料在 40 0 nm和 632 nm光照射下的相互抑制作用 ,并分析了

基于单分子成像技术研究λ-DNA分子穿越微米通道端口的电动力学特性

操控单个DNA分子,将其有效引入、导出微纳通道是实现DNA生物芯片功能的前提条件.本文利用单分子荧光显微成像技术系统地实时观察分析λ-DNA单分子在电场力驱动下进入/穿出50μm通道端口处的电动力学特性及规律.研究发现:λ-DNA分子能够顺利进入trans端口并穿出cis端口,外加电场强度存在最大(Emax)和最小(Emin)阈值,只有场强E满足:Emin≤E≤Emax时, λ-DNA分子才能进入trans端口并顺利穿出cis端口;当电场强度小于最小阈值场强时, DNA分子不能进入trans端口;当电场强度大于最大阈值场强时, λ-DNA分子虽可能从trans端口进入通道内部,但不容易从cis端口穿出,而是在迁移至通道内cis端口附近时,运动方向反转、往复、甚至旋转等新现象,并且易于粘附到管壁上;随着场强增大,反转位置距cis端口越大.基于微流体电动力学理论,对λ-DNA分子在微通道端口的不同运动状态的物理机制进行了初步分析.本研究结果对研制基于微纳通道系统的基因芯片实验室及DNA分子传感器具有一定的实际指导意义.

基于纳米多孔阳极氧化铝传感基底的反射干涉光谱技术灵敏度研究

为了明确以多孔薄膜为传感基底的反射干涉光谱技术在信号强度、检测灵敏度和判断准确性方面的特性,本研究结合实验和仿真计算,定量分析了影响灵敏度的各种条件及其作用机理。首先制备了孔径相同(80 nm)、2种孔深不同(9μm、11μm)的纳米多孔阳极氧化铝薄膜。实测表明它们对填充液的反射干涉光谱检测灵敏度分别达到了5.60×10^(3) nm/RIU、8.00×10^(3) nm/RIU。其次,构建了以纳米多孔阳极氧化铝为传感基底的反射干涉光谱物理模型,仿真结果显示当待测样品的折射率变化范围为1.00~1.60时,对于孔径为80 nm、孔深为9μm的传感基底,其灵敏度为6.20×10^(3) nm/RIU,当孔深增加为11μm时,灵敏度为8.30×10^(3) nm/RIU。实验与仿真结果具有高度一致性,孔径相同时,孔深越大,灵敏度越高。该研究方法与结果,对于以纳米多孔阳极氧化铝为传感基底的反射干涉光谱技术在原位监测生物化学药物单分子特性及其相互作用性质等方面有促进作用。

光子晶体与复杂性研究

根据光子晶体的特性,分析了光子晶体中的简单性及复杂性、随机性,同时对光子晶体概念及光子晶体在简单性及复杂性、随机性研究方面的意义及作用进行了探讨。

假根羽藻外周天线三聚体超快荧光动力学研究

通过对稳态、瞬态吸收谱以及瞬态荧光发射谱的测量分析得出：在三聚体内存在以下六个特征叶绿素分子Chlb628、Chlb646、Chlb654、657、652、Chla666、664、Chla677、680、674、Chla683、682（下标为吸收峰，上标为发射峰）．在波长为655nm、666nm、680nm、683nm时分别采用时间相干单光子技术（TCSPC）记录其荧光动力学谱．根据荧光产生的物理学机制，对这些荧光动力学谱的分析采用的是分子同时接受能量与耗散能量的指数模型，得出在离体的外周天线三聚体内，Chlb654、657、652、Chla666、664、Chla677、680、674和Chla683、682分子在接受Chlb628分子的传能时，大部分经过了Chlb646分子，传能时间发生在97～157ps的时间间隔内，可见Chlb646分子在外周天线三聚体中是连接Chlb和Chla传能的主要分子；Chlb654，657，652…→Chla666 646…→Chla677,680,674…→Chla683,682分子依次传能的时间在10ps左右，这种传递过程可归结为是处于激发态分子首先经过内转换后再将能量以Foerster共振机制的形式传给了其它分子；大量小于1ps的传能过程是叶绿素分子之间以激子共振的方式进行直接传能；Chlb654,657,652、Chla666,664、Chla667,680,674和Chla683,682分子以时间常量分别为1．44ns，1．43ns，636ps，713ps发射荧光回到基态．

混频激光光谱分析技术在文化遗产研究中的应用前瞻

探索和利用新的科学技术方法和技术手段,解决文化遗产研究中的文物化学组成、文物年代、遗址勘探等一些重要问题已十分急迫。20世纪70年代末出现的混频激光光谱分析技术,具有高光谱分辨率、低检出限、可无损分析等优点,为解决这些难题提供了新的方法。对混频激光光谱分析技术的原理、特点和目前应用现状进行了介绍,并分析了该项技术在我国文化遗产研究中的应用及其前景。

光纤激光器波长调谐技术研究

介绍了可调谐掺铒光纤激光器的工作原理和几种可调谐滤波器的工作特性及其调谐技术方法,重点介绍了光纤光栅作为滤波器的特性及其反射波长调谐技术。概述了掺铒光纤激光器输出波长调谐技术的现状,分析了有待解决的技术问题。

三角形弹球系统非线性动力学行为研究

建立了三角形弹球系统的动力学模型,在此基础上考察了系统轨迹的稳定性.结果表明,三角形弹球系统运行轨迹对初始条件不敏感,它既不收敛也不发散.

Kerr介质中多模光场与多个等同二能级原子系统任意N_j度简并任意N~Σ光子相互作用

建立了“Ｋｅｒｒ介质中的多模光场与多个等同二能级原子系统任意 Ｎｊ度简并任意 ＮΣ光子相互作用”模型；给出了多模 Ｋｅｒｒ偶相干态、多模 Ｋｅｒｒ奇相干态的具体解析表达式．

固体浸没透镜静态光存储技术研究

固体浸没透镜(SIL)光存储技术是提高光存储密度的比较实用的光存储技术之一,本文采用波长650nm,出射功率10mW、聚焦物镜数值孔径0.65的大功率激光头作为固体浸没透镜初级光存储系统,同时结合SIL系统建立了完整的SIL静态存储系统,在CD-RW相变光盘上实现了刻录线宽为0.45μm的静态刻录结果,该结果与波长650nm初级光存储系统相比,记录线宽(0.65μm)压缩了1.44倍。

层间耦合对多壁纳米碳管光学特性影响的研究

研究了耦合效应对多壁纳米碳管非线性光致发光的影响.采用π 轨道紧束缚模型,从理论上得到了层间耦合会减小多壁碳纳米管的带隙和电子跃迁几率.从而说明了多壁碳纳米管的荧光很难观察到的原因.

多壁纳米碳管的三阶非线性光学性质研究

实验上根据化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition，CVD）制备的多壁纳米碳管的吸收光谱，经过对其乙醇溶液在532nm纳秒脉冲激光作用下的Z—scan测量得出了其具有优良的光学非线性。克尔常数γ=5．2×10^-13m^2／w，非线性吸收系数β=0．58×10^-8m^2／w。

基于逆向空间偏移拉曼光谱分析技术的无损药物检测方法研究

发展新型药物检测技术不仅能够杜绝假药对健康和生命的危害,更可以避免假药对社会道德和商业风气等产生不良影响。该研究工作,通过建立逆向空间偏移拉曼光谱(SORS)实验装置,克服了传统拉曼探测深度有限(约几百微米)的应用瓶颈,以无损、非接触的方式,克服不/半透明容器光学背景对光谱测量结果产生的影响,实现多种空间偏移量(Δs)条件下,样品特征光谱信息检测与分析,为开发基于逆向SORS技术的新型药物检测方法奠定实验基础。实验装置搭建过程中,采用785 nm半导体激光器与WITec UHTS300型拉曼光谱仪构建逆向SORS光谱分析装置。通过使用准直光束照射锥透镜形成环形激发光斑,并控制锥透镜与样品之间的距离,实现Δs连续可控变化。利用所搭建的光谱检测装置,分别测量聚乙烯方瓶(厚度为1.5 mm)和聚四氟乙烯离心管(厚度为4 mm)内对乙酰氨基酚和甲硝唑的拉曼特征光谱。利用环形光束照射会抑制容器峰强度这一特点,选取容器拉曼特征峰作为标准峰,分别对点光斑(Spot)和环形(Ring)光斑测量结果进行归一化处理,并将其强度相减(Ring-Spot),得到逆向SORS光谱测量结果。实验结果表明,逆向SORS光谱检测方法能够克服表层容器光学背景对测量结果产生的干扰性因素,真实反映不/半透明容器内样品的分子指纹光谱信息。在实验测量范围内,当环形光束半径增大1倍时,聚乙烯方瓶内对乙酰氨基酚拉曼特征峰强度增大6倍,而聚四氟乙烯离心管内的甲硝唑各特征峰强度增强1倍。以上实验结果表明,逆向SORS技术能够准确检测不/半透明容器内,或有漫散射介质覆盖的样品深层化学成分的指纹光谱。通过提高系统信噪比并优化系统结构与功能,在建立小型化、集成化检测系统的条件下,逆向SORS技术可与现有的多种药物检测技术相互补充,发展成一种快捷、准确、操作简便的新型药物检测手段。

教师专业素质对提升大学物理课程质量的作用

文章针对理工科大学物理课程的教师应该具备的专业知识、先进的教学理念以及新型教学手段的运用等方面,探讨了教师的专业素质对提升大学物理教学质量所起的关键作用.结合教学实践中的具体实例,分析了教师的物理与数学基础、科研能力、量纲分析等专业知识对于物理教学的积极作用;强调教师应多渠道更新教学理念,掌握基本的教学技能,具备运用先进教学技术的能力.

基于逆向空间偏移拉曼光谱技术的多层混浊样品深层分析研究

空间偏移拉曼光谱(SORS)能够准确、快速、无损检测多层混浊介质样品深层生化构成信息。该研究通过搭建集成化逆向SORS光谱分析装置,在实现逆向SORS和背散射式拉曼光谱两种不同的光谱检测模式的基础上,检测与分析了不同空间偏移量(Δs)条件下双/三层组织模型内的深层拉曼光谱信息,并根据几何光学理论和投影测量原理,量化标定了Δs与锥透镜空间位置之间的关系,这为精确控制光谱检测条件提供了保障。为了验证该装置的检测能力,采用由羊肩胛骨/对乙酰氨基酚组成的双层模型和猪皮/硅橡胶/对乙酰氨基酚组成的三层模型,获得不同Δs条件下包含样品表层和深层信息的混合光谱。并进一步对该混合光谱进行面积归一化处理,观察到随着Δs的增大样品表层的拉曼贡献逐渐减小,而第二层以及第三层的拉曼贡献逐渐增大的现象。在此基础上,通过选择模型中每层物质的拉曼特征峰计算其相对拉曼强度,分析研究了相对拉曼强度、空间偏移量与样品厚度三者之间关系,即当Δs增大时相对拉曼强度比值随之增加,这清晰地表明深层物质的拉曼强度增加。然而,在同一Δs条件下,相对拉曼强度随着表层物质厚度的增大而减小。以上实验结果表明,我们搭建的集成化逆向SORS光谱分析装置可从深度达8 mm的生物模型下获取光谱信息,并证明了该装置在经皮无损探测方面的应用价值。

光子晶体的发展历程与前景

1987年,一个新的概念,光子晶体的概念,震动了世界。1991年,这个概念成为现实,世界上第一块完全禁带光子晶体诞生了。光子晶体使人类自如地控制光的流动的梦想即将成真,具有极其巨大的应用价值和极其广阔的应用前景。光子晶体正处于蓬勃发展期,其未来充满挑战和希望。

变色魔术师—自然界中的光子晶体

美丽神奇的自然光子晶体早已存在于大自然中,但人类对其较为清晰的了解则是始于1987年光子晶体概念提出以后;自然光子晶体以其亮丽色彩装点着自然界,同时它们也具有重要的生态意义和科研价值。